Desarrollan dispositivo de visión artificial capaz de imitar ilusiones ópticas humanas

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NIMS ha desarrollado un dispositivo de visión artificial iónica capaz de aumentar el contraste de los bordes entre las áreas más oscuras y más claras de una imagen de una manera similar a la de la visión humana.

Esta primera imitación sintética de ilusiones ópticas humanas se logró mediante migración iónica y la interacción dentro de sólidos.

Puede ser posible utilizar el dispositivo para desarrollar sistemas de hardware de procesamiento de imágenes y detección visual compactos y energéticamente eficientes capaces de procesar señales analógicas.

Numerosos desarrolladores de sistemas de inteligencia artificial (IA) han mostrado recientemente un gran interés en la investigación de varios sensores y sistemas de procesamiento de información analógica inspirados en los mecanismos sensoriales humanos.

La mayoría de los sistemas de inteligencia artificial en los que se está investigando requieren software/programas sofisticados y configuraciones de circuitos complejos, incluidos módulos de procesamiento de diseño personalizado equipados con circuitos aritméticos y memoria.

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Sin embargo, estos sistemas tienen la desventaja de que son grandes y consumen una gran cantidad de energía.

El equipo de investigación del NIMS desarrolló recientemente un dispositivo de visión artificial iónica compuesto por una serie de canales conductores mixtos colocados sobre un electrolito sólido a intervalos regulares.

Este dispositivo simula la forma en que las neuronas de la retina humana (es decir, fotorreceptores, células horizontales y células bipolares) procesan las señales visuales respondiendo a pulsos de voltaje de entrada (equivalente a las señales eléctricas de los fotorreceptores).

Esto hace que los iones dentro del electrolito sólido (equivalente a una celda horizontal) migren a través de los canales conductores mixtos, lo que luego cambia la corriente del canal de salida (equivalente a una respuesta de celda bipolar).

Al emplear estos pasos, el dispositivo, independientemente del software, pudo procesar las señales de imagen de entrada y producir una imagen de salida con un mayor contraste de borde entre las áreas más oscuras y más claras de una manera similar a la forma en que el sistema visual humano puede aumentar el contraste de borde entre diferentes colores y formas mediante inhibición lateral visual.

El ojo humano produce varias ilusiones ópticas asociadas con el ángulo de inclinación, el tamaño, el color y el movimiento, además de la oscuridad/claridad, y se cree que este proceso juega un papel crucial en la identificación visual de diferentes objetos.

El dispositivo de visión artificial iónica descrito aquí puede potencialmente usarse para reproducir estos otros tipos de ilusiones ópticas.

El equipo de investigación involucrado espera desarrollar sistemas de detección visual capaces de realizar funciones retinianas humanas mediante la integración del dispositivo sujeto con otros componentes, incluidos los circuitos fotorreceptores.

Fuente: Nano